JP2001079361A - 菌体含有液の膜分離方法及び装置 - Google Patents
菌体含有液の膜分離方法及び装置Info
- Publication number
- JP2001079361A JP2001079361A JP26233799A JP26233799A JP2001079361A JP 2001079361 A JP2001079361 A JP 2001079361A JP 26233799 A JP26233799 A JP 26233799A JP 26233799 A JP26233799 A JP 26233799A JP 2001079361 A JP2001079361 A JP 2001079361A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- liquid
- cell
- pressure
- containing liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発酵液等の菌体含有液中の粘質物の生成によ
る粘性の増加を的確に検知し、これに基づいて逆洗頻度
を必要最低限に抑えることにより、膜の目詰りを防止し
て長期に亘り安定かつ効率的な膜分離処理を行う。 【解決手段】 菌体含有液を膜モジュール２に供給して
透過液を取り出すと共に、菌体を含有する濃縮液を循環
して該濃縮液中に菌体を濃縮するに当り、膜モジュール
２入口の圧力と出口の圧力との圧力差と循環流路の流量
を求め、この圧力差と流量とに基づいて逆洗時期を決定
する。
る粘性の増加を的確に検知し、これに基づいて逆洗頻度
を必要最低限に抑えることにより、膜の目詰りを防止し
て長期に亘り安定かつ効率的な膜分離処理を行う。 【解決手段】 菌体含有液を膜モジュール２に供給して
透過液を取り出すと共に、菌体を含有する濃縮液を循環
して該濃縮液中に菌体を濃縮するに当り、膜モジュール
２入口の圧力と出口の圧力との圧力差と循環流路の流量
を求め、この圧力差と流量とに基づいて逆洗時期を決定
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発酵液等の菌体含
有液を膜分離処理して菌体を分離すると共に目的有価物
を回収するための菌体含有液の膜分離方法及び装置に係
り、特に、このような膜分離処理において、逆洗頻度を
適正に設定して菌体含有液の変性により生じた粘質物に
よる膜の目詰まりを効果的に防止して処理の安定化を図
る方法及び装置に関する。
有液を膜分離処理して菌体を分離すると共に目的有価物
を回収するための菌体含有液の膜分離方法及び装置に係
り、特に、このような膜分離処理において、逆洗頻度を
適正に設定して菌体含有液の変性により生じた粘質物に
よる膜の目詰まりを効果的に防止して処理の安定化を図
る方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】発酵法によって生産した酵素などの有価
物、例えば、リパーゼ、セルラーゼ、キシラーゼ等の酵
素や生理活性ペプチド、蛋白質などを製品化する場合、
生産菌と発酵生産物とを分離して有価物を回収する必要
がある。この場合、発酵液からの目的有価物の回収及び
菌体分離のための方法として、発酵液を膜分離処理し、
菌体を分離して濃縮液中に濃縮すると共に、目的有価物
を透過液中に回収する方法が検討されている。この膜分
離処理は、一般に、ＭＦ（精密濾過）膜又はＵＦ（限外
濾過）膜モジュールを用い、膜面に沿って発酵液を流
し、濃縮液を循環処理するクロスフロー濾過方式で実施
される。このクロスフロー濾過による発酵液からの菌体
分離と目的有価物の回収は、発酵液の濾過、濃縮（有価
物の透過と菌体の濃縮：以下「濃縮工程」と称す場合が
ある。）とダイアフィルトレーション（加水処理によ
る、濃縮液側に残った有価物の透過液側への回収：以下
「加水工程」と称す場合がある。）とによって行なわれ
る。即ち、まず、発酵液を膜分離処理して有価物を透過
液側に回収すると共に菌体を濃縮し、菌体の濃縮がある
程度進んだ後に、濃縮液側に水を徐々に添加（加水処
理）しながら膜分離を続けるダイアフィルトレーション
と称される操作を行うことで濃縮液側に残留する有価物
の透過液側への回収を促進する。
物、例えば、リパーゼ、セルラーゼ、キシラーゼ等の酵
素や生理活性ペプチド、蛋白質などを製品化する場合、
生産菌と発酵生産物とを分離して有価物を回収する必要
がある。この場合、発酵液からの目的有価物の回収及び
菌体分離のための方法として、発酵液を膜分離処理し、
菌体を分離して濃縮液中に濃縮すると共に、目的有価物
を透過液中に回収する方法が検討されている。この膜分
離処理は、一般に、ＭＦ（精密濾過）膜又はＵＦ（限外
濾過）膜モジュールを用い、膜面に沿って発酵液を流
し、濃縮液を循環処理するクロスフロー濾過方式で実施
される。このクロスフロー濾過による発酵液からの菌体
分離と目的有価物の回収は、発酵液の濾過、濃縮（有価
物の透過と菌体の濃縮：以下「濃縮工程」と称す場合が
ある。）とダイアフィルトレーション（加水処理によ
る、濃縮液側に残った有価物の透過液側への回収：以下
「加水工程」と称す場合がある。）とによって行なわれ
る。即ち、まず、発酵液を膜分離処理して有価物を透過
液側に回収すると共に菌体を濃縮し、菌体の濃縮がある
程度進んだ後に、濃縮液側に水を徐々に添加（加水処
理）しながら膜分離を続けるダイアフィルトレーション
と称される操作を行うことで濃縮液側に残留する有価物
の透過液側への回収を促進する。
【０００３】このようにして、発酵液を膜分離処理する
場合、膜の目詰まりで透過流束が低下したり、有価物の
透過性が阻害されるなどの支障が生じることがある。こ
の膜の目詰まりの主要因は、膜分離処理中に発酵液が変
性し、含有される菌体が破砕されたり溶菌することによ
り生成した粘質物である。特に、工業規模での生産の場
合、膜分離装置をできるだけ小型化する必要があること
から、一般的に、１バッチの発酵液の処理には、１日〜
１週間の長時間を要することとなり、発酵液の経時変化
で粘質物が生成し、これが膜を著しく汚染して目詰りさ
せることとなる。
場合、膜の目詰まりで透過流束が低下したり、有価物の
透過性が阻害されるなどの支障が生じることがある。こ
の膜の目詰まりの主要因は、膜分離処理中に発酵液が変
性し、含有される菌体が破砕されたり溶菌することによ
り生成した粘質物である。特に、工業規模での生産の場
合、膜分離装置をできるだけ小型化する必要があること
から、一般的に、１バッチの発酵液の処理には、１日〜
１週間の長時間を要することとなり、発酵液の経時変化
で粘質物が生成し、これが膜を著しく汚染して目詰りさ
せることとなる。
【０００４】このような粘質物による膜汚染を防止する
ために透過液を膜の透過液側（二次側）から原液側（一
次側）へ逆流させる逆洗を行うことが考えられるが、こ
のように逆洗を行うと、透過液を透過液側から原液側へ
戻すことになり、処理効率が大幅に低下する。従って、
逆洗頻度は、必要最低限に抑えることが望まれる。
ために透過液を膜の透過液側（二次側）から原液側（一
次側）へ逆流させる逆洗を行うことが考えられるが、こ
のように逆洗を行うと、透過液を透過液側から原液側へ
戻すことになり、処理効率が大幅に低下する。従って、
逆洗頻度は、必要最低限に抑えることが望まれる。
【０００５】従来、活性汚泥混合液等の膜分離処理にお
いて、ＳＳによる膜の目詰まりを防止するための逆洗時
期を検知するために、濃縮液の循環経路に流量計を設
け、流量がある一定流量以下になったことを検知する
と、逆洗に移行する制御器を設けた装置が提案されてい
る（特開平４−３２６９２７号公報）。
いて、ＳＳによる膜の目詰まりを防止するための逆洗時
期を検知するために、濃縮液の循環経路に流量計を設
け、流量がある一定流量以下になったことを検知する
と、逆洗に移行する制御器を設けた装置が提案されてい
る（特開平４−３２６９２７号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、流量計
による特開平４−３２６９２７号公報記載の方法は、循
環ポンプがインバーター制御によって流量一定に保たれ
ている場合には適用できなかった。
による特開平４−３２６９２７号公報記載の方法は、循
環ポンプがインバーター制御によって流量一定に保たれ
ている場合には適用できなかった。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決し、発酵
液等の菌体含有液中の粘質物の生成による粘性の増加を
的確に検知し、これに基づいて逆洗頻度を必要最低限に
抑えることにより、膜の目詰りを防止して長期に亘り安
定かつ効率的な膜分離処理を行う方法及びそのための装
置を提供することを目的とする。
液等の菌体含有液中の粘質物の生成による粘性の増加を
的確に検知し、これに基づいて逆洗頻度を必要最低限に
抑えることにより、膜の目詰りを防止して長期に亘り安
定かつ効率的な膜分離処理を行う方法及びそのための装
置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の菌体含有液の膜
分離方法は、菌体含有液を膜モジュールに供給して透過
液を取り出すと共に、菌体を含有する濃縮液を循環して
該濃縮液中に菌体を濃縮する菌体含有液の膜分離方法に
おいて、膜モジュール入口の圧力と出口の圧力との圧力
差を求め、この圧力差に基づいて逆洗時期を決定するこ
とを特徴とする。
分離方法は、菌体含有液を膜モジュールに供給して透過
液を取り出すと共に、菌体を含有する濃縮液を循環して
該濃縮液中に菌体を濃縮する菌体含有液の膜分離方法に
おいて、膜モジュール入口の圧力と出口の圧力との圧力
差を求め、この圧力差に基づいて逆洗時期を決定するこ
とを特徴とする。
【０００９】本発明の菌体含有液の膜分離装置は、菌体
含有液を膜モジュールに供給して透過液を取り出すと共
に、菌体を含有する濃縮液を循環して該濃縮液中に菌体
を濃縮する菌体含有液の膜分離装置において、膜モジュ
ール入口と出口とにそれぞれ圧力検出手段を備えると共
に、該圧力検出手段の検出値から算出した膜モジュール
入口と出口との圧力差に基づいて逆洗時期を決定する制
御器を備えることを特徴とする。
含有液を膜モジュールに供給して透過液を取り出すと共
に、菌体を含有する濃縮液を循環して該濃縮液中に菌体
を濃縮する菌体含有液の膜分離装置において、膜モジュ
ール入口と出口とにそれぞれ圧力検出手段を備えると共
に、該圧力検出手段の検出値から算出した膜モジュール
入口と出口との圧力差に基づいて逆洗時期を決定する制
御器を備えることを特徴とする。
【００１０】発酵液等の菌体含有液中に粘質物が生じる
と、液の粘性が増大する。本発明においては、この粘性
の増大を膜モジュールの入口と出口との圧力差（圧力損
失）により検知する。即ち、圧力損失と菌体含有液の粘
性との間には下記（１）の関係が成立することから、圧
力損失を粘性（粘度）の指標とすることができる。 圧力損失 ＝ 定数Ｍ × 粘度 ……………（１） 上記関係式（１）は、膜モジュール内の流量が一定の場
合であるが、流量が変化する場合においても、循環流路
に流量計を設け、更に流速（流量／流路断面積）を求
め、圧力損失に流量の補正を加えることで下記（２）の
関係から粘性の変化をとらえることができる。 圧力損失＝定数Ｎ × 粘度 × 流路径 × 流速の２乗……………（２） （上記（２）式中、流路径は一定であるから、粘度は圧
力損失と流速から求められる。）従って、本発明では、
予め粘度に対して逆洗までの運転時間適正値を設定して
おき、圧力損失又は圧力損失と流量から求めた粘度に基
いてシーケンサー制御で逆洗操作を自動的に行うことが
できる。
と、液の粘性が増大する。本発明においては、この粘性
の増大を膜モジュールの入口と出口との圧力差（圧力損
失）により検知する。即ち、圧力損失と菌体含有液の粘
性との間には下記（１）の関係が成立することから、圧
力損失を粘性（粘度）の指標とすることができる。 圧力損失 ＝ 定数Ｍ × 粘度 ……………（１） 上記関係式（１）は、膜モジュール内の流量が一定の場
合であるが、流量が変化する場合においても、循環流路
に流量計を設け、更に流速（流量／流路断面積）を求
め、圧力損失に流量の補正を加えることで下記（２）の
関係から粘性の変化をとらえることができる。 圧力損失＝定数Ｎ × 粘度 × 流路径 × 流速の２乗……………（２） （上記（２）式中、流路径は一定であるから、粘度は圧
力損失と流速から求められる。）従って、本発明では、
予め粘度に対して逆洗までの運転時間適正値を設定して
おき、圧力損失又は圧力損失と流量から求めた粘度に基
いてシーケンサー制御で逆洗操作を自動的に行うことが
できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１２】図１は本発明の菌体含有液の膜分離方法及
び装置の実施の形態を示す系統図である。図１におい
て、１は原液タンク、２は膜モジュール、３は逆洗水
槽、４，５は圧力計、６は流量計、７は制御器（シーケ
ンサ）である。Ｐ1は循環ポンプ、Ｐ2は逆洗ポンプを示
し、Ｖ1〜Ｖ4は開閉バルブを示す。
び装置の実施の形態を示す系統図である。図１におい
て、１は原液タンク、２は膜モジュール、３は逆洗水
槽、４，５は圧力計、６は流量計、７は制御器（シーケ
ンサ）である。Ｐ1は循環ポンプ、Ｐ2は逆洗ポンプを示
し、Ｖ1〜Ｖ4は開閉バルブを示す。
【００１３】原液の膜分離処理に当っては、バルブＶ1
（又はＶ2），Ｖ4を開、バルブＶ2（又はＶ1），Ｖ3を
閉とし、原液タンク１内の原液を膜モジュール２の濃縮
液と共に循環ポンプＰ1により配管１１を経て膜モジュ
ール２内に供給し、透過液を配管１２、逆洗水槽３及び
配管１３を経て系外へ取り出す。一方、濃縮液は配管１
４を経て循環し、配管１５より原液タンク１に返送する
か、或いは、配管１６より循環ポンプＰ1の入口側に返
送する。
（又はＶ2），Ｖ4を開、バルブＶ2（又はＶ1），Ｖ3を
閉とし、原液タンク１内の原液を膜モジュール２の濃縮
液と共に循環ポンプＰ1により配管１１を経て膜モジュ
ール２内に供給し、透過液を配管１２、逆洗水槽３及び
配管１３を経て系外へ取り出す。一方、濃縮液は配管１
４を経て循環し、配管１５より原液タンク１に返送する
か、或いは、配管１６より循環ポンプＰ1の入口側に返
送する。
【００１４】膜モジュール２の逆洗に当っては、バルブ
Ｖ2，Ｖ4閉、バルブＶ1，Ｖ3開として、逆洗ポンプＰ2
により逆洗水槽３内の透過液を配管１７より膜モジュー
ル２に逆洗させ、逆洗排液は配管１４，１５より原液タ
ンク１に戻す。
Ｖ2，Ｖ4閉、バルブＶ1，Ｖ3開として、逆洗ポンプＰ2
により逆洗水槽３内の透過液を配管１７より膜モジュー
ル２に逆洗させ、逆洗排液は配管１４，１５より原液タ
ンク１に戻す。
【００１５】図１の実施の形態では、膜モジュール２の
入口側と出口側にそれぞれ圧力計４，５が設けられ、更
に、循環配管１４に流量計６が設けられており、これら
圧力計４，５及び流量計６の計測結果は制御器７に入力
される。
入口側と出口側にそれぞれ圧力計４，５が設けられ、更
に、循環配管１４に流量計６が設けられており、これら
圧力計４，５及び流量計６の計測結果は制御器７に入力
される。
【００１６】制御器７では、入力された計測値に基いて
原液の粘性を評価し、この結果に基いて逆洗時期（逆洗
頻度）を決定し、所定の逆洗時期に到った場合には、逆
洗ポンプＰ2の作動信号とバルブＶ1〜Ｖ4の開閉信号と
を出力する。
原液の粘性を評価し、この結果に基いて逆洗時期（逆洗
頻度）を決定し、所定の逆洗時期に到った場合には、逆
洗ポンプＰ2の作動信号とバルブＶ1〜Ｖ4の開閉信号と
を出力する。
【００１７】即ち、原液を循環させると、膜モジュール
の原液流路の入口と出口とで圧力損失（入口圧力と出口
圧力との差）が生じる。この圧力損失の大きさは循環流
速、膜の原液流路径、発酵液の粘性によって決まるもの
である。循環流速、流路径を一定に保てば、圧力損失の
変化で原液の粘性の変化をとらえて適正な逆洗頻度を設
定できる（前記関係式（１））。また流量が変化する場
合には、この流量の補正を行うことにより、同様に適正
な逆洗頻度を設定できる（前記関係式（２））。
の原液流路の入口と出口とで圧力損失（入口圧力と出口
圧力との差）が生じる。この圧力損失の大きさは循環流
速、膜の原液流路径、発酵液の粘性によって決まるもの
である。循環流速、流路径を一定に保てば、圧力損失の
変化で原液の粘性の変化をとらえて適正な逆洗頻度を設
定できる（前記関係式（１））。また流量が変化する場
合には、この流量の補正を行うことにより、同様に適正
な逆洗頻度を設定できる（前記関係式（２））。
【００１８】これにより、原液の粘性の評価とそれに基
く逆洗操作を自動制御にて行うことができる。
く逆洗操作を自動制御にて行うことができる。
【００１９】なお、本発明において、発酵液等の菌体含
有液の膜分離用の膜としては、ＭＦ又はＵＦ膜が用いら
れる。この膜素材には特に制限はなく、ポリオレフィン
膜、ポリスルホン膜、テフロン膜、セラミック膜などが
用いられる。膜型式にも特に制限はないが、一般的には
中空糸、チューブラー、スパイラル、プレート＆フレー
ム型膜モジュールなどが用いられる。ＭＦ又はＵＦ膜の
選択、及び膜素材や膜型式の選択は、目的有価物の分子
量や発酵液の性状などを加味して行われる。
有液の膜分離用の膜としては、ＭＦ又はＵＦ膜が用いら
れる。この膜素材には特に制限はなく、ポリオレフィン
膜、ポリスルホン膜、テフロン膜、セラミック膜などが
用いられる。膜型式にも特に制限はないが、一般的には
中空糸、チューブラー、スパイラル、プレート＆フレー
ム型膜モジュールなどが用いられる。ＭＦ又はＵＦ膜の
選択、及び膜素材や膜型式の選択は、目的有価物の分子
量や発酵液の性状などを加味して行われる。
【００２０】また、本発明の膜分離方法の操作自体は、
常法に従って行うことができ、例えば次のような操作で
実施することができる。
常法に従って行うことができ、例えば次のような操作で
実施することができる。
【００２１】まず、発酵液をクロスフローで膜モジュー
ルに供給し、目的有価物を含む透過液を回収する。膜モ
ジュールから流出する濃縮液は該膜モジュールの原水流
入側に戻して循環処理する。これに伴い、濃縮液側に菌
体が濃縮されていく。所定の倍率まで濃縮が進んだ後、
濃縮液側に残存する有価物を更に回収するためにダイア
フィルトレーションを行う。このダイアフィルトレーシ
ョンを開始する時の濃縮液の濃度は、膜モジュールの透
過速度に応じて適宜設定すれば良い。また、ダイアフィ
ルトレーションに必要な加水量や加水形態は、濃縮液中
の目的有価物の濃度、膜による目的有価物の阻止率、及
び目標とする目的有価物回収率等に応じて適宜選択され
る。なお、加水形態は、連続加水であっても間欠加水で
あっても良く、また、バッチ毎の加水であっても良い
が、濃縮液量を一定に保ちながら透過液量に見合った水
量を徐々に加えていく方法が一般的に用いられる。透過
液側に回収された目的有価物は、その種類に応じてＵＦ
膜による脱塩・濃縮や吸脱着精製などの目的有価物精製
工程で更に濃縮精製され、製品とされる。
ルに供給し、目的有価物を含む透過液を回収する。膜モ
ジュールから流出する濃縮液は該膜モジュールの原水流
入側に戻して循環処理する。これに伴い、濃縮液側に菌
体が濃縮されていく。所定の倍率まで濃縮が進んだ後、
濃縮液側に残存する有価物を更に回収するためにダイア
フィルトレーションを行う。このダイアフィルトレーシ
ョンを開始する時の濃縮液の濃度は、膜モジュールの透
過速度に応じて適宜設定すれば良い。また、ダイアフィ
ルトレーションに必要な加水量や加水形態は、濃縮液中
の目的有価物の濃度、膜による目的有価物の阻止率、及
び目標とする目的有価物回収率等に応じて適宜選択され
る。なお、加水形態は、連続加水であっても間欠加水で
あっても良く、また、バッチ毎の加水であっても良い
が、濃縮液量を一定に保ちながら透過液量に見合った水
量を徐々に加えていく方法が一般的に用いられる。透過
液側に回収された目的有価物は、その種類に応じてＵＦ
膜による脱塩・濃縮や吸脱着精製などの目的有価物精製
工程で更に濃縮精製され、製品とされる。
【００２２】このような本発明の菌体含有液の膜分離方
法及び装置は、発酵液からの菌体の分離及び、蛋白質や
リパーゼ、セルラーゼ、キシラーゼなどの酵素、生理活
性ペプチド等の目的有価物の回収に極めて有用である。
法及び装置は、発酵液からの菌体の分離及び、蛋白質や
リパーゼ、セルラーゼ、キシラーゼなどの酵素、生理活
性ペプチド等の目的有価物の回収に極めて有用である。
【００２３】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
【００２４】実施例１ 図１に示す方法で発酵液（乾燥菌体濃度：１重量％、目
的有価物：分子量約１８０００の酵素）の菌体分離を行
った。なお、逆洗頻度は、予め、膜モジュールの入口圧
力と出口圧力との差が０〜０．５ｋｇ／ｃｍ2のときに
１回／３０ｍｉｎ、０．６〜０．８ｋｇ／ｃｍ2のとき
に１回／２０ｍｉｎ、０．９ｋｇ／ｃｍ2以上のときに
１回／１０ｍｉｎと設定した。
的有価物：分子量約１８０００の酵素）の菌体分離を行
った。なお、逆洗頻度は、予め、膜モジュールの入口圧
力と出口圧力との差が０〜０．５ｋｇ／ｃｍ2のときに
１回／３０ｍｉｎ、０．６〜０．８ｋｇ／ｃｍ2のとき
に１回／２０ｍｉｎ、０．９ｋｇ／ｃｍ2以上のときに
１回／１０ｍｉｎと設定した。
【００２５】膜モジュールとしては、ＭＦ中空糸膜（孔
径０．１μｍ、外径５ｃｍ、長さ１ｍ、膜面積１ｍ2）
モジュールを用いた。この膜モジュールに、発酵終了直
後の発酵液２０Ｌを温度２０℃、膜面流速２ｍ／ｓｅｃ
で循環させて膜分離した。このときの膜モジュール入口
圧力は１．０ｋｇ／ｃｍ2で膜モジュール出口圧力は
０．５ｋｇ／ｃｍ2であった。この条件で濃縮工程と加
水工程とを実施し、１回の濃縮工程で透過液１０Ｌを回
収し、加水工程では透過液２０Ｌを回収した。この間、
１回／３０ｍｉｎの頻度で逆洗を行った。逆洗は逆洗ポ
ンプにより、透過液を二次側から一次側に２秒間逆洗さ
せることにより行った。逆洗時の透過液圧力は２．０ｋ
ｇ／ｃｍ2とした。
径０．１μｍ、外径５ｃｍ、長さ１ｍ、膜面積１ｍ2）
モジュールを用いた。この膜モジュールに、発酵終了直
後の発酵液２０Ｌを温度２０℃、膜面流速２ｍ／ｓｅｃ
で循環させて膜分離した。このときの膜モジュール入口
圧力は１．０ｋｇ／ｃｍ2で膜モジュール出口圧力は
０．５ｋｇ／ｃｍ2であった。この条件で濃縮工程と加
水工程とを実施し、１回の濃縮工程で透過液１０Ｌを回
収し、加水工程では透過液２０Ｌを回収した。この間、
１回／３０ｍｉｎの頻度で逆洗を行った。逆洗は逆洗ポ
ンプにより、透過液を二次側から一次側に２秒間逆洗さ
せることにより行った。逆洗時の透過液圧力は２．０ｋ
ｇ／ｃｍ2とした。
【００２６】次に、発酵終了後２０℃で１日放置した発
酵液について上記と同様にして膜分離を行った。このと
きの膜モジュールの入口圧力は１．２ｋｇ／ｃｍ2で、
膜モジュール出口圧力は０．５ｋｇ／ｃｍ2であった。
この間、１回／２０ｍｉｎの頻度で上記と同様の条件で
逆洗を行った。
酵液について上記と同様にして膜分離を行った。このと
きの膜モジュールの入口圧力は１．２ｋｇ／ｃｍ2で、
膜モジュール出口圧力は０．５ｋｇ／ｃｍ2であった。
この間、１回／２０ｍｉｎの頻度で上記と同様の条件で
逆洗を行った。
【００２７】次に、発酵終了後２０℃で３日放置した発
酵液について上記と同様にして膜分離を行った。このと
きの膜モジュールの入口圧力は１．４ｋｇ／ｃｍ2で、
膜モジュール出口圧力は０．５ｋｇ／ｃｍ2であった。
この間、１回／１０ｍｉｎの頻度で上記と同様の条件で
逆洗を行った。
酵液について上記と同様にして膜分離を行った。このと
きの膜モジュールの入口圧力は１．４ｋｇ／ｃｍ2で、
膜モジュール出口圧力は０．５ｋｇ／ｃｍ2であった。
この間、１回／１０ｍｉｎの頻度で上記と同様の条件で
逆洗を行った。
【００２８】上記一連の膜分離処理における平均透過流
束は、図２に示す通りであり、圧力差に基づいて逆洗頻
度を設定することにより、膜の目詰まりを防止して安定
な処理を継続することができることが分る。
束は、図２に示す通りであり、圧力差に基づいて逆洗頻
度を設定することにより、膜の目詰まりを防止して安定
な処理を継続することができることが分る。
【００２９】比較例１ 実施例１において、発酵後１日放置した発酵液及び３日
放置した発酵液の膜分離処理においても、逆洗頻度を常
に１回／３０ｍｉｎとしたこと以外は同様にして処理を
行った。このときの平均透過流束は図２に示す通りであ
り、逆洗頻度が適正でないために、膜の目詰まりで平均
透過流束が低下することがわかる。
放置した発酵液の膜分離処理においても、逆洗頻度を常
に１回／３０ｍｉｎとしたこと以外は同様にして処理を
行った。このときの平均透過流束は図２に示す通りであ
り、逆洗頻度が適正でないために、膜の目詰まりで平均
透過流束が低下することがわかる。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の菌体含有液
の膜分離方法及び装置によれば、発酵液等の菌体含有液
を膜分離処理して菌体を分離すると共に目的有価物を回
収するに当り、逆洗頻度を適正に設定して菌体含有液の
変性により生じた粘質物による膜の目詰まりを効果的に
防止し、長期に亘り安定かつ効率的な処理を行える。
の膜分離方法及び装置によれば、発酵液等の菌体含有液
を膜分離処理して菌体を分離すると共に目的有価物を回
収するに当り、逆洗頻度を適正に設定して菌体含有液の
変性により生じた粘質物による膜の目詰まりを効果的に
防止し、長期に亘り安定かつ効率的な処理を行える。
【図１】本発明の実施の形態を示す系統図である。
【図２】実施例１及び比較例１における平均透過流束を
示すグラフである。
示すグラフである。
１ 原液タンク ２ 膜モジュール ３ 逆洗水槽 ４，５ 圧力計 ６ 流量計 ７ 制御器 Ｐ1 循環ポンプ Ｐ2 逆洗ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA06 GA07 HA01 HA21 HA41 HA61 KA63 KC03 KC13 KE02Q KE04P KE06Q KE07P KE09P KE12P KE16P KE22Q KE23Q KE24Q KE28Q MA01 MA22 MC03 MC22 MC30 MC62 PA03 PB12 PB20 PB52 PB53 PC12
Claims (4)
- 【請求項１】 菌体含有液を膜モジュールに供給して透
過液を取り出すと共に、菌体を含有する濃縮液を循環し
て該濃縮液中に菌体を濃縮する菌体含有液の膜分離方法
において、 膜モジュール入口の圧力と出口の圧力との圧力差を求
め、この圧力差に基づいて逆洗時期を決定することを特
徴とする菌体含有液の膜分離方法。 - 【請求項２】 請求項１の方法において、濃縮液の循環
流路の流量を求め、この流量と前記圧力差に基づいて逆
洗時期を決定することを特徴とする菌体含有液の膜分離
方法。 - 【請求項３】 菌体含有液を膜モジュールに供給して透
過液を取り出すと共に、菌体を含有する濃縮液を循環し
て該濃縮液中に菌体を濃縮する菌体含有液の膜分離装置
において、 膜モジュール入口と出口とにそれぞれ圧力検出手段を備
えると共に、該圧力検出装置の検出値から算出した膜モ
ジュール入口と出口との圧力差に基づいて逆洗時期を決
定する制御器を備えることを特徴とする菌体含有液の膜
分離装置。 - 【請求項４】 請求項３の装置において、濃縮液の循環
流路に流量計を備え、前記制御器は、該流量計の検出値
と前記圧力差に基づいて逆洗時期を決定することを特徴
とする菌体含有液の膜分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26233799A JP2001079361A (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | 菌体含有液の膜分離方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26233799A JP2001079361A (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | 菌体含有液の膜分離方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001079361A true JP2001079361A (ja) | 2001-03-27 |
Family
ID=17374366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26233799A Pending JP2001079361A (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | 菌体含有液の膜分離方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001079361A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100430672B1 (ko) * | 2001-06-27 | 2004-05-10 | (주) 세라컴 | 세라믹 분리막 장치의 역세척 장치 |
| JP2005246309A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Ngk Insulators Ltd | 膜分離活性汚泥法 |
| EP3354329A1 (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-01 | Sartorius Stedim Biotech GmbH | Filtration system incorporating viscometer |
| JP2018161608A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 栗田工業株式会社 | 膜分離装置の膜汚染検知方法及び装置 |
| JP2018161609A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 栗田工業株式会社 | 膜分離装置の制御方法 |
-
1999
- 1999-09-16 JP JP26233799A patent/JP2001079361A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100430672B1 (ko) * | 2001-06-27 | 2004-05-10 | (주) 세라컴 | 세라믹 분리막 장치의 역세척 장치 |
| JP2005246309A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Ngk Insulators Ltd | 膜分離活性汚泥法 |
| EP3354329A1 (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-01 | Sartorius Stedim Biotech GmbH | Filtration system incorporating viscometer |
| WO2018138159A1 (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Filtration system incorporating viscometer |
| JP2018161608A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 栗田工業株式会社 | 膜分離装置の膜汚染検知方法及び装置 |
| JP2018161609A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 栗田工業株式会社 | 膜分離装置の制御方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4751003A (en) | Crossflow microfiltration process for the separation of biotechnologically produced materials | |
| US20070246406A1 (en) | Tangential flow filtration apparatuses, systems, and processes for the separation of compounds | |
| FENTON‐MAY et al. | Use of ultrafiltration/reverse osmosis systems for the concentration and fractionation of whey | |
| JPH04218400A (ja) | デキストロースの製造方法及び装置 | |
| AU2018273522B2 (en) | Sugar production system utilizing all components of sugarcane and treatment method thereof | |
| US4886602A (en) | Process for the separation of biotechnologically produced valuable materials from a fermenter broth by crossflow micro- and/or ultrafiltration | |
| Giorno et al. | Study of fouling phenomena in apple juice clarification by enzyme membrane reactor | |
| JP3577992B2 (ja) | 膜分離方法 | |
| JP2001079361A (ja) | 菌体含有液の膜分離方法及び装置 | |
| Gryta et al. | Microfiltration of post-fermentation broth with backflushing membrane cleaning | |
| Cassano et al. | Membranes for industrial microfiltration and ultrafiltration | |
| Bohdziewicz et al. | Ultrafiltration preparation of pectinolytic enzymes from citric acid fermentation broth | |
| JPH05317660A (ja) | 膜分離装置 | |
| Strathmann | The use of membranes in downstream processing | |
| JPH11169851A (ja) | 水ろ過処理装置およびその運転方法 | |
| Wojtyniak et al. | Separation of Lactic Acid Solutions from Whey Fermentation Broth Using Zirconium (IV) Hydrous Oxide Dynamically Formed Membranes. | |
| Higuchi et al. | Rejection of single stranded and double stranded DNA by porous hollow fiber membranes | |
| JP3104313B2 (ja) | 膜分離装置 | |
| Lipnizki | Membranes in food technology | |
| JP3371783B2 (ja) | 菌体分離方法 | |
| JPH11215980A (ja) | 菌体含有液の処理方法 | |
| JPH05329339A (ja) | 濾過システム | |
| JPH0531332A (ja) | 微生物の膜分離方法 | |
| JPS5918088B2 (ja) | 液中の有価物の精製方法 | |
| JPH0339084A (ja) | 単細胞藻類培養液の濃縮方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040622 |